Patent DE-202019001610-U1 (DE)
Title: Vorrichtung zum Trocknen und Reinigen von Wasserstoff enthaltenden Gasen
IPC: C01B3/58
Filed: 2019-04-09
Abstract: Vorrichtung zum Trocknen und Reinigen von Wasserstoff enthaltenden Gasen, die bei der elektrolytischen Wasserspaltung in Form eines sauerstoffreichen Gases (A) und eines wasserstoffreichen Gases (B) anfallen, welche Reste des jeweils anderen abgetrennten Gases enthalten, mit einer an die Stromleitung (48) angeschlossenen Einspeiseleitung (36) zur Versorgung aller Verbraucher der Vorrichtung mit Strom, einer Abführleitung (2) für das sauerstoffreiche Gas (A) in die Atmosphäre oder zum Verbraucher und einer Zuführleitung (3) für das wasserstoffreiche Gas (B), mit einem Erhitzer (4) zum Vorwärmen des wasserstoffreichen Gases (B), einem Reaktor (5) zur Umsetzung von Restsauerstoff und Wasserstoff unter Bildung von Wasser an einem Katalysator zu einem heißen Prozessgas (C), mindestens zwei mit Adsorptionsmittel befüllte Adsorber (9,10), die zueinander über Verbindungsleitungen (23,24;29,30) und Schaltventile (25,26,27,28; 31,32,33,34) bei Überdruck in den Adsorptions- und Regenerationszustand und umgekehrt über eine Steuereinheit (21) umschaltbar angeordnet sind und die zwei voneinander unabhängige Adsorptionskreise (AK, RK) bilden, wobei die Adsorber (9,10) mit dem Reaktor (5) über eine Prozessgasleitung (14) in Verbindung stehen, die das Prozessgas (C) in die Adsorber (9,10) zur Adsorption des Wassers leitet, und die Adsorber (9,10) über einen Filter (11) und eine kopfseitige, mit einem Schaltventil (49) absperrbare Reingasleitung (16) zur Ableitung des getrockneten Prozessgases als hochreines Wasserstoff-Reingas (D) zum Verbraucher verbunden sind, und die Adsorber (9,10) kopfseitig mit einer von der Reingasleitung (16) nach dem Filter (11) abzweigenden Regenerationsgasleitung (18) zum Zuführen einer Teilmenge (T R ) des Reingases (D) als Regenerationsgas (E) in einen Regenerationsgaserhitzer und fußseitig mit einer Desorptionsgasleitung (19) zum Ableiten des mit Wasser beladenen Desorptionsgases (F) entgegen der Stromrichtung des Prozessgases (C) des auf Adsorption geschalteten Adsorbers (9,10) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass an die Regenerationsgasleitung (18) ein Gas-Booster (12) mit Frequenzumrichter zum Ansaugen und Verdichten der Teilmenge (T R ) des Reingases (D) und ein Durchflusstransmitter (35) mit integriertem Durchflussrechner zum Ermitteln eines aktuellen Drehzahlwertes als Ist-Wert oder eines Drehzahlwertes als Festwert für den Volumendurchfluss an Regenerationsgas (E) und hinter dem Gas-Booster (12) ein Elektro-Heizkörper (13) als Regenerationsgaserhitzer angeschlossen ist, wobei in Stromrichtung hinter dem Elektro-Heizkörper (13) ein Temperatursensor (17) zum Messen der Ist-Temperatur des Regenerationsgases (E) und im Elektro-Heizkörper (13) ein elektronischer Schaltkreis (20) zum Einregeln auf eine der Desorptionstemperatur entsprechende Soll-Temperatur angeordnet ist, und dass der Durchflusstransmitter (35) mit dem Frequenzumrichter und der Schaltkreis (20) mit der Steuereinheit (21) in Verbindung stehen, die bei Fortfall der Stromversorgung alle stromverbrauchenden Aggregate, insbesondere Gas-Booster (12), Elektro-Heizkörper (13), Steuereinheit (21), Schaltventile (25,26,27,28;31,32,33,34; 43;45;49) und Pumpe (8), über die Stromleitung (48) auf eine interne/externe Stromquelle (40) zur temporären Elektroenergieversorgung umschaltet, wobei der Gas-Booster (12) eine Kreislauf-Saugströmung des durch die Adsorber (9,10) aus dem bei Abschaltung der Stromversorgung in der Vorrichtung vorhandenen Restgas (G) erzeugten Rein- und Desorptionsgases (D, F) in einem durch die Gasleitungen (14, 16, 18, 19, 23, 24, 29, 30), die Adsorber (9,10) und den Elektro-Heizkörper (13) gebildeten Strömungskanal (K) bis zum ordnungsgemäßen Abschluss der Regeneration aufrechterhält.